Gap Junction Potentiation af endotelfunktion med rotigaptide

BAGGRUND Endotelet spiller en central rolle i kontrollen af ​​vaskulær tonus og er ansvarlig for den lokale frigivelse af profibrinolytiske faktorer. Nitrogenoxid (NO), den oprindelige endotel-afledte afslappende faktor, og prostacyclin (PGI2) er nu blevet godt karakteriseret. Belysningen af ​​deres roller i vaskulær fysiologi og patofysiologi har været fundamental for de seneste fremskridt inden for behandling og forebyggelse af mange hjerte-kar-sygdomme. Selvom disse faktorer er af stor betydning, peger beviser på eksistensen af ​​en tredje kraftig vasodilator kaldet endothelium-derived hyperpolarising factor (EDHF).

Endotel-afhængig vasodilatation -

Efter blokade af både NO og PGI2 observeres stadig en væsentlig grad af endothel-afhængig vasodilatation og tilskrives EDHF. På trods af næsten to årtiers forskning og debat er den nøjagtige karakter af EDHF og dens virkningsmekanisme stadig uklar. Konsekvent er EDHF's rolle som vasodilator mest fremtrædende i de mindre resistensarterier, der er ansvarlige for kontrollen af ​​systemisk blodtryk og lokal organperfusion. Ud over dets involvering i fysiologiske processer kan ændringer i EDHF-aktivitet bidrage til de vaskulære virkninger af de myriader af tilstande, enten forårsaget af eller resulterer i endoteldysfunktion. Imidlertid har manglen på forståelse af EDHF udelukket dens direkte manipulation som et specifikt terapeutisk mål.

Endogen fibrinolyse -

Ud over dets funktion i kontrollen af ​​vaskulær tonus er der beviser, der tyder på, at EDHF kan være ansvarlig for endotelfrigivelsen af ​​den pro-fibrinolytiske faktor, vævstype plasminogenaktivator (t-PA).

Thrombedannelse og opløsning er en kontinuerlig proces i vaskulaturen og reguleres af dynamiske interaktioner mellem pro-koagulerende og pro-fibrinolytiske faktorer. Endogen fibrinolyse bestemmes af den relative balance mellem den akutte lokale frigivelse af t-PA fra endotelet og dets efterfølgende hæmning af plasma plasminogen aktivator inhibitor type 1 (PAI-1). Ved tilstedeværelse af en ubalance i det fibrinolytiske system kan subkliniske mikrotrombi på overfladen af ​​aterosklerotiske plaques formere sig og i sidste ende føre til arteriel okklusion og vævsinfarkt.

Mekanismerne, via hvilke t-PA-frigivelse medieres, er ufuldstændigt forstået. Bradykinin, en endogen endotelafhængig vasodilator, forårsager endotelfrigivelsen af ​​t-PA. Brown et al har imidlertid vist, at inhibering af prostacyclin- og nitrogenoxidsyntese ikke formindsker bradykinin-medieret endotel-t-PA-frigivelse i den menneskelige underarm. Derfor foreslår de, at EDHF er ansvarlig for endotelfrigivelsen af ​​t-PA, men til dato er denne hypotese ikke blevet behandlet tilstrækkeligt.

Gap Junctions -

Gap junctions findes ved punkter med celle-cellekontakt, hvor de danner en vandig pore, gennem hvilken små hydrofile molekyler og ionisk ladning kan passere. Hver gap junction omfatter to hemichannels eller connexons, der er sammensat af seks connexin (Cx) underenheder. Selvom hver connexon kan være sammensat af en blanding af connexin-undertyper, er Cx37, Cx40 og Cx43 især forbundet med pattedyrendotel og vaskulær glat muskulatur.

Begrundelsen for en central rolle for gap junctions i EDHF-fænomenet er blevet styrket. Gap junction plaques er mest udbredt i små modstandsarterier, og deres fordeling er proportional med størrelsen af ​​den EDHF-medierede respons. Disse topografiske data er blevet ekstrapoleret for at argumentere for en direkte sammenhæng mellem gap junctions og EDHF. Desuden giver murine knockout-modeller direkte beviser for en rolle af gap junctions og specifikke connexiner i kontrollen af ​​vaskulær tonus.

Forstærkning af kommunikation via Gap Junctions -

Rotigaptide (ZP-123) er et nyt hexapeptid (Ac-D-Tyr-D-Pro-D-Hyp-Gly-D-Ala-Gly-NH2), oprindeligt udviklet som et antiarytmisk middel, og det er nu blevet sikkert administreret til raske mennesker som en seks dages kontinuerlig infusion på op til 20 mg (0,30 mmol) om dagen og er nu i fase II kliniske forsøg. Det har vist sig at fremme elektrisk kobling mellem ventrikulære myocytter ved at øge gap junction-konduktansen potentielt via ændringer i phosphoryleringsstatus for Cx43, og det øger antallet af gap-junctions i det iskæmiske myokardium. Det potenserer gap junction-medieret farvestofoverførsel via Cx43-udtrykkende HeLa-celler men ikke via Cx26 eller Cx32, men dets virkninger på elektrisk ledning og farveoverførsel via Cx37 og Cx40, de andre store vaskulære connexiner, er endnu ikke vurderet. Imidlertid har vi for nylig vist, at Cx43 er påkrævet til mediering af EDHF vasodilatation af humane subkutane modstandskar.

Vi har for nylig påvist, at rotigaptide ikke forstærker endotelafhængig eller uafhængig arteriel vasodilatation af underarmen hos raske frivillige. Der kan dog være en rolle at forstærke gap junctions under nogle omstændigheder. I dyremodeller af myokardieinfarkt havde de behandlede med rotigaptid signifikant reduceret infarktstørrelse. Endothelial dysfunktion er central for patofysiologien af ​​diabetes og er ansvarlig for de vaskulære komplikationer forbundet med denne tilstand. I dyremodeller for diabetes er reduceret ekspression af connexiner blevet påvist med stump respons på EDHF, hvilket tyder på en sammenhæng mellem endotel dysfunktion og gap junctions.

Endoteldysfunktion kan efterlignes in vivo med korte perioder med iskæmi, hvilket resulterer i en reduceret respons på endotelafhængige vasodilatorer. I underarmens arterielle cirkulation vil vi teste hypotesen om, at rotigaptid-induceret forbedring af kommunikationen via gap junctions dæmper iskæmisk endoteldysfunktion.